建筑物理環(huán)境基礎

建筑物理環(huán)境基礎第一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章建筑物理環(huán)境基礎

建筑物理環(huán)境

是指建筑室內(nèi)空間與人體相關(guān)的各個物理要素的總和，它包括建筑熱環(huán)境、建筑聲環(huán)境和建筑光環(huán)境。創(chuàng)建舒適的物理環(huán)境是人對建筑的基本要求。本章主要介紹建筑室內(nèi)物理環(huán)境，包括建筑熱環(huán)境、建筑光環(huán)境、建筑聲環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)的控制方法。2.1建筑熱環(huán)境

建筑熱環(huán)境的主要內(nèi)容有建筑保溫、建筑防潮、建筑防熱、建筑中的太陽能利用等。2.1.1建筑熱環(huán)境基礎第二頁，共六十五頁，2022年，8月28日（1）建筑傳熱學基礎

建筑物及房間各面的圍擋物稱為建筑圍護結(jié)構(gòu)。同室外空氣直接接觸的圍護結(jié)構(gòu)稱為外圍護結(jié)構(gòu)，如外墻、屋頂、外門和外窗等。根據(jù)初中物理，由于室內(nèi)外空氣溫度的差別，通過建筑外圍護結(jié)構(gòu)必然有傳熱現(xiàn)象。傳熱的基本方式分為傳導、對流、輻射。1）穩(wěn)定傳熱如果室內(nèi)外溫度都不隨時間變化，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為穩(wěn)定傳熱。穩(wěn)定傳熱計算是建筑保溫設計的基礎。第三頁，共六十五頁，2022年，8月28日

按照穩(wěn)態(tài)傳熱計算通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱量公式為：式中：Q—單位時間的傳熱量F—垂直于圍護結(jié)構(gòu)的計算傳熱面積K—圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)

ti

、te—室內(nèi)外空氣溫度傳熱系數(shù)K按教材公式（2-2）計算，其各項物理指標指標如教材所示。第四頁，共六十五頁，2022年，8月28日2）非穩(wěn)定傳熱由于室內(nèi)外空氣的溫度都隨時間變化，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為非穩(wěn)定傳熱。非穩(wěn)定傳熱計算是建筑防熱設計的基礎。（A）室外綜合溫度—室外綜合溫度是指室外空氣溫度與太陽輻射當量溫度之和。第五頁，共六十五頁，2022年，8月28日室外綜合溫度是一個假想溫度，可用它來表針建筑室外熱作用的強弱。是隨時間變化的，其值各個朝向不同。（B）熱惰性指標—是表針圍護結(jié)構(gòu)對溫度波動衰減快慢的程度。用符號D表示，其值越大，溫度波在維護結(jié)構(gòu)中衰減越快，圍護結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性越好。（2）建筑熱工設計分類

為了使建筑設計能較好的適應氣候，我國《民用建筑熱工設計規(guī)范》提出了建筑熱工設計分區(qū)的概念。具體分區(qū)和設計要求見教材表2—1。第六頁，共六十五頁，2022年，8月28日建筑保溫設計嚴寒和寒冷地區(qū)的民用建筑，為了保證冬季室內(nèi)的氣溫、濕度、氣流速度和室內(nèi)熱輻射在一定允許范圍內(nèi)，建筑圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度不低于室內(nèi)露點溫度，必須進行建筑保溫設計。建筑保溫就是減少由室內(nèi)（高溫）流向室外（低溫）的熱流。建筑保溫設計包括建筑方案設計中的保溫綜合處理和外圍護結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造設計。（1）建筑保溫綜合處理措施1）控制體型系數(shù)：體型系數(shù)是指一棟建筑物的外表面積A與其所包圍的體積V之比?？梢韵氲剑ㄖ獗砻姘纪乖蕉?，體型系數(shù)變大，則建筑傳熱消耗量變大。第七頁，共六十五頁，2022年，8月28日2）合理布置建筑朝向：建筑應朝向正南向，建筑立面應避開當?shù)囟局鲗эL向。3）防止冷風滲透：冬季穿過外圍結(jié)構(gòu)縫隙的冷風滲透使建筑物熱損失增大。應提高窗戶密封性；建筑立面避開當?shù)囟局鲗эL向；設置避風措施；利用地形、樹木來擋風。4）合理選擇窗墻面積比：窗墻面積比指窗洞口面積與房間立面單元墻面積之比。為了采光合理，南向窗墻比最大，北向窗墻比最小。（2）建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫設計第八頁，共六十五頁，2022年，8月28日1）最小傳熱阻：為了控制圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點溫度，保證內(nèi)表面不結(jié)露的要求，圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻不能小于某個最低限度值，這個限度稱為“最小傳熱阻”。2）圍護結(jié)構(gòu)主體部位保溫構(gòu)造

圍護結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造分兩類：單一材料結(jié)構(gòu)和復合保溫結(jié)構(gòu)。

單一材料結(jié)構(gòu)如：空心板、空心砌塊、加氣混凝土等，既能承重又能保溫。復合材料結(jié)構(gòu)由保溫層和承重結(jié)構(gòu)復合而成。復合結(jié)構(gòu)按保溫層所處的位置分為內(nèi)保溫、外保溫和中間保溫。其中外保溫的優(yōu)點比較多：①減少熱橋第九頁，共六十五頁，2022年，8月28日處的熱損失；②有利于防止保溫層內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié)水；③房屋的熱穩(wěn)定性好；④降低墻或屋面主要部分的溫度應力起伏；⑤有利于舊房節(jié)能改造。3）圍護結(jié)構(gòu)異常部位的保溫設計（A）窗戶保溫：可以選擇木材、塑料或塑鋼窗框；寒冷地區(qū)多采用多層窗。（B）熱橋保溫：熱橋是熱量容易通過的地方（如鋼或鋼筋混凝土骨架、圈梁、過梁、板材的肋部等），熱橋處內(nèi)表面溫度低于主體，應進行內(nèi)表面溫度驗算和保溫處理。（C）其他異常部位保溫：外墻角、外墻與內(nèi)墻交角、樓地板或屋頂與外墻交角等應加強保溫。第十頁，共六十五頁，2022年，8月28日地面材料熱工特性可用地面吸熱指數(shù)B來描述，其值越大，則地面從人腳吸收的熱量越多越快。地面分為三類：木地面、塑料地面等屬于一類（用于高級居住建筑、醫(yī)療建筑等）；水泥砂漿地面等屬于二類地面（用于一般居住建筑、辦公建筑等）；水磨石地面等則屬于第三類（用于人們短暫逗留的房間，教室等）。建筑防潮設計（1）圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝受潮判斷圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部水蒸氣的遷移現(xiàn)象稱為蒸氣滲透。根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件下蒸氣滲透原理，可以判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部是不會出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。（如圖2-1）其中a圖飽和蒸氣壓力第十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日曲線和水蒸氣分壓力p線不相交，圍護結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。圖b二者相交，則在ps小于部位，圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部有局部冷凝。（2）圍護結(jié)構(gòu)表面結(jié)露的防止和控制

控制表面冷凝的主要措施有①利用保溫材料，增強維護結(jié)構(gòu)傳熱阻，進而提高其內(nèi)表面溫度；②保證室內(nèi)表面空氣氣流暢通，加強自然通風。③選擇具有一定調(diào)濕能力的內(nèi)墻材料；④高濕環(huán)境應考慮有組織引導表面冷凝水，例如房屋吊頂具有一定坡度等。（3）圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的防止和控制第十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日控制內(nèi)部冷凝的主要措施有①利用保溫材料提高圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度，材料層次的布置應使水蒸氣滲透“進難出易”；②在保溫層水蒸氣流入的一側(cè)設隔氣層（如瀝青、卷材和隔汽涂料等）；③設置通風間或泄氣溝道使進入保溫層的水蒸氣有出路。2.1.4建筑防熱設計

建筑防熱設計是為了減少傳入室內(nèi)的熱量并使室內(nèi)的熱量盡快散出。防熱設計宜根據(jù)當?shù)貧夂蛱攸c，采用圍護結(jié)構(gòu)隔熱、自然通風、窗戶遮陽、綠化等綜合措施。（1）圍護結(jié)構(gòu)隔熱設計第十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日1）屋頂隔熱建筑結(jié)構(gòu)隔熱設計的重點是屋頂。隔熱屋頂?shù)臉?gòu)造有絕緣層隔熱屋頂、通風間層隔熱屋頂、吊頂隔熱屋頂、閣樓隔熱屋頂、蓄水隔熱屋頂和植被隔熱屋頂?shù)?。屋頂遮陽、淺色屋面可以有效隔熱。2）外墻隔熱

自然通風建筑外墻隔熱設計重點是東西墻?？照{(diào)建筑各個方向的外墻隔熱都重要。常用的隔熱外墻有空心粘土磚墻、砌塊墻、通風墻與遮陽墻等。外墻遮陽和淺色外墻可以有效防熱。第十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日復合墻內(nèi)側(cè)應為重質(zhì)材料層。（2）自然通風設計1）熱壓和風壓當較重的冷空氣從進風口進入室內(nèi)后，吸收了室內(nèi)的熱量后變成熱空氣上升從出風口排出室外，不斷流入的冷空氣在室內(nèi)被加熱后從建筑物的上部出風口排出就形成了室內(nèi)自然通風，稱為熱壓通風。根據(jù)流體力學原理，當風吹向建筑物時，在迎風面上形成正壓區(qū)，在屋頂、兩側(cè)及背風面形成負壓區(qū)（如教材圖2-3）。如果建筑物上設有開口，氣流就會從正壓區(qū)流入室內(nèi)，再經(jīng)室內(nèi)流入負壓區(qū)，這就形成了風壓通風。第十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日

隔熱層固定百葉窗單層電動百葉窗百葉窗片第十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日自然通風是熱壓和風壓得綜合結(jié)果。通常，風壓通風對于改善室內(nèi)氣候條件的效果比較顯著。2）自然通風設計

建筑物自由式、錯列式、斜列式布局及建筑南北朝向有利于自然通風。

穿堂風（房間進風口直接對出風口）會使氣流直通，風速較大，但風場范圍小。進、出風口錯開，風場區(qū)域大。進、出風口距離太近，通風效果不佳。如果進、出都口都設計在正壓區(qū)或負壓區(qū)墻面或是房間只開一個口，通風較差。第十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日（3）窗口遮陽設計窗口遮陽可以防止直射陽光進入室內(nèi)引起室內(nèi)過熱。東、西向設計時遮陽設計的重點。這樣的效果可以用遮陽系數(shù)來評價。

遮陽系數(shù)是指在直射陽光照射的時間內(nèi)，投進有遮陽窗口的太陽輻射量與投進無遮陽窗口的太陽輻射量之比。遮陽系數(shù)越小，防熱效果越好。1）綠化與構(gòu)造遮陽：合理選擇樹種，安排適當?shù)奈恢梅N樹或在窗外種植藤蔓植物等就是綠化遮陽。構(gòu)造遮陽如：加寬挑檐、設外廊、陽臺、旋窗等。第十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日2）外遮陽：外遮陽比內(nèi)遮陽防熱效果好。固定遮陽板簡單，成本低，便于維修。活動遮陽板可調(diào)節(jié)。3）內(nèi)遮陽：窗簾、卷簾、百葉、活動百葉都可以起到室內(nèi)遮陽的效果，內(nèi)遮陽的防熱效果不如外遮陽好，但是調(diào)節(jié)靈活，使用方便。2.2建筑光環(huán)境建筑光環(huán)境控制包括建筑采光設計和建筑照明兩部分內(nèi)容。我們只研究建筑采光設計。建筑采光設計就是設法通過采光口使光線進入室內(nèi)。第十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日采光設計標準（1）基本光度單位：建筑光環(huán)境設計常用的基本光度單位有光通量、照度、發(fā)光強度和亮度。光通量表示光源發(fā)出的光的多少。照度E是指照射到單位面積上光通量的多少。發(fā)光強度I是指光通量的空間密度。亮度L是發(fā)光體在試看方向上單位面積發(fā)出的發(fā)光強度。（2）采光標準在采光設計中，天然光指的是天空光。第二十頁，共六十五頁，2022年，8月28日日光在通過地球大氣層時被空氣的塵埃和氣體分子擴散，使白天的天空呈現(xiàn)出一定的亮度，這就是天然光。它是建筑采光的主要光源。由于天然光變化快，不好控制。因此，我國《建筑采光設計標準》規(guī)定，在采光設計中，天然采光標準以采光系數(shù)為指標。

采光系數(shù)C是指室內(nèi)某一點直接或間接接受天空漫射光所形成的照度與同一時間不受遮擋的該天空半球在室外是平面上產(chǎn)生的天空漫射光照度之比。第二十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日這樣，不管室外天然光如何變化，室內(nèi)某一點的采光系數(shù)是不變的?！督ㄖ晒庠O計標準》給出不同作業(yè)場面上采光系數(shù)標準值如教材表2-3、2-4所示。1）采光均勻度：采光均勻度為工作面上的最低采光系數(shù)與平均采光系數(shù)之比。頂部采光Ⅰ~Ⅳ級均勻度均在0.7以上，對頂部采光Ⅴ級和側(cè)面采光無要求。2）眩光：是在視眼中由于亮度的分布或范圍不均勻，或存在極端的亮度對比，以致引起不第二十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日舒適和降低物體可見度的視覺條件，對人體有害。減小窗戶眩光的主要措施有：①作業(yè)區(qū)應該減少或避免直射陽光；②工作人員的視覺背景不宜為窗口；③為降低窗戶亮度或減少天空視域，可采用室內(nèi)外遮陽措施④窗戶結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面或窗戶周圍的內(nèi)墻面，宜采用淺色粉刷。建筑采光設計采光設計分為主動式和被動式兩類。

被動式采光就是利用不同形式的采光窗進行采光。

主動采光則是利用集光、傳光等設備與第二十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日控制系統(tǒng)將天然光傳送到需要照明的部位。（1）被動式采光設計被動式采光設計取決于采光窗種類，采光窗通常分為側(cè)窗和天窗。1）側(cè)窗（側(cè)面采光）：側(cè)窗采光的特點是房間的天然光照度隨進深的增加而迅速降低，照度分布不均勻（如圖2-8所示）。為了由較好的采光均勻度，單側(cè)采光房間的進深一般不超過窗高的1.5~2倍為宜。改善側(cè)窗采光特性的措施有：①利用透光材料本身的反射、擴散和折射性能控制光線；②使用固定或活動的遮陽板、遮光百葉、遮光欄珊等。第二十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日2）天窗（頂部采光）：頂部采光口形式包括矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗等。（A）矩形天窗：普通矩形天窗是在屋架上架起一列天窗架形成的，窗戶的方向與屋架相垂直，稱為縱向矩形天窗。如果將屋面板隔跨分別架設在屋架上弦和下弦處，窗扇立在屋架外側(cè)，稱為橫向矩形天窗，其采光均勻度好，自然通風效果明顯改善。（B）平天窗：平天窗的采光口位于水平面或接近水平面，他的采光效率最高，約為矩形天窗的2~2.5倍。透明的平天窗容易產(chǎn)生第二十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日眩光，夏季會造成室內(nèi)過熱。所以在炎熱地區(qū)平天窗要采取遮陽措施。（C）鋸齒形天窗：鋸齒形天窗的屋頂傾斜，可以充分利用頂棚的反射光，采光效率比矩形光約高15%~20%。除了以上三種天窗外，頂部采光還有：①大面積采光頂棚：常見于現(xiàn)代建筑的中庭、大型市場、體育館、博覽館、溫室等建筑；②帶形或板式天窗：多數(shù)是在屋面板上開洞，覆以透光材料構(gòu)成的；③下沉式天窗：利用建筑物屋架上下弦之間的高差設置采光窗構(gòu)成的。第二十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日

第二十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日（2）主動式采光設計主動式采光設計增加了室內(nèi)可用的天然光數(shù)量，改善室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量，使不可能接受到天然光的空間也能享受天然采光，主動式采光方法大體上有四類：1）利用反射鏡面，將日光反射到需要的空間。2）通過道光管，將日光傳送到需要照射的地方。3）利用光導纖維傳輸陽光，借助光導纖維也可以觀看室外景觀。4）光伏發(fā)電間接采光照明法，利用太陽能發(fā)電進行照明。第二十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日采光窗口面積的確定：采光窗口面積的確定，通常根據(jù)建筑空間的采光、通風、立面處理等綜合要求，先大致確定窗口面積，然后根據(jù)房間的采光要求進行校核，驗算是否符合采光標準值。一般可根據(jù)窗地面積估算采光窗面積，見教材表2-5所示。2.3建筑聲環(huán)境建筑聲環(huán)境包括室內(nèi)音質(zhì)設計、建筑隔聲和噪聲控制三方的內(nèi)容。室內(nèi)音質(zhì)設計一般只限于各類廳堂，如影劇院、音樂廳、體育管、報告廳、教室等各類多功能廳，建筑隔聲和噪音控制則是普遍存在的問題。第二十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日

我們知道，聲音源于物體的振動。正在發(fā)出聲音的物體稱為聲源。聲音具有反射、折射和繞射等現(xiàn)象。人耳所感受到的聲音的強弱可以用A計權(quán)網(wǎng)絡聲壓級來表示，簡稱為A聲級，其符號為Lp。聲壓級的疊加按照對數(shù)運算法則進行。常見聲源A聲級如教材表2-6所示。吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)（1）多孔吸聲材料：多孔吸聲材料是主要的吸聲材料，他具有良好的高強吸聲性能。第三十頁，共六十五頁，2022年，8月28日最初是以棉、麻、毛等有機纖維材料為主，現(xiàn)在大多數(shù)為玻璃棉、巖棉、礦棉等無機纖維材料所代替。除了棉狀的外，還可以粘成適當?shù)陌宀幕驓制?）多孔吸聲材料的特點多孔吸聲材料具有大量內(nèi)外連通的微小間隙和連續(xù)氣泡，因而具有一定的通氣性，當聲波入射到材料表面的時候，聲波很快順著微孔進入材料內(nèi)部，引起空隙間的空氣振動，由于摩擦、空氣粘滯阻力和空隙間空氣與纖維之間的熱傳導作用，使相當一部分聲能轉(zhuǎn)化為材料內(nèi)能被吸收掉。第三十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日常用的多孔吸聲材料有玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料，各種軟質(zhì)纖維板、木絲板、微孔吸聲磚、吸聲粉刷，目前又有壓鑄鋁纖維板，是綠色防火、防潮的吸聲材料。2）影響多孔材料吸聲系數(shù)的因素多孔材料的吸聲性能與材料的表觀密度和內(nèi)部構(gòu)造有關(guān)。在實際應用中，多孔材料的厚度、容重、材料背后是否有空氣層以及材料表面的裝飾處理等，都對吸聲性能有影響。（A）材料厚度的影響：多孔材料的吸聲系數(shù)，一般隨著厚度的增加而提高其低頻的吸聲效果，而高頻影響則不顯著。但是當材料第三十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日的厚度增加到一定程度后，吸聲效果的提高就不明顯了。（B）材料密度的影響：改變材料的密度可以間接改變材料內(nèi)部微孔尺寸。通常多孔材料密度的增加，就意味著材料微孔尺寸的減少，能使低頻吸聲效果有所提高，但是高頻吸聲性能可能下降，多數(shù)吸聲材料的孔隙率一般在70%以上。（C）背后空氣層的影響：當多孔吸聲材料的背面留有空氣層時，與該空氣層用同樣的材料填滿近似，所以可以利用空氣層，即提高吸聲效果又節(jié)約吸聲材料。第三十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日（D）材料表面裝飾處理的影響：在建筑裝修中為了改善材料吸聲性能的要求，常常要進行表面裝修處理，如表面鉆孔、開槽；粉刷、油漆；利用其他材料護面等。吸聲材料表面的空洞和開口孔隙，對吸聲是有利的。（E）聲波的頻率和入射條件：多孔材料的吸聲系數(shù)隨著頻率的提高而增大，對于通常適用的厚度（5cm左右），中高頻有較大的吸聲系數(shù)。吸聲系數(shù)還和入射條件有關(guān)，垂直和斜入射是比較特殊的，實際情況多是無規(guī)入射。

高溫高濕也會影響材料的吸聲性能，這是由于吸濕吸水后，材料的微孔變小，使吸聲系數(shù)降低的緣故。第三十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日（2）薄板、薄膜吸聲1）薄板吸聲構(gòu)造任何一種不透氣的材料裝在墻壁上并保持一定的空氣層，就成為板狀吸聲構(gòu)造。當聲波撞擊板面時便會發(fā)生振動，板的撓曲振動將吸聲部分入射聲能，并把這種聲能轉(zhuǎn)化為熱能。把膠合板、硬質(zhì)纖維板、石膏板、石棉水泥板等板材的周圍固定在框架上，連同板后的封閉空氣層，也可以構(gòu)成振動系統(tǒng)。系統(tǒng)的彈性除與空氣密度、板的單位面積質(zhì)量和空氣層厚度有關(guān)外，還受薄板的結(jié)構(gòu)剛度影響。第三十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日薄板的剛度與板的彈性、骨架構(gòu)造、安裝情況等有關(guān)。就同一材料而言，板越薄，支撐他的龍骨間距越大，剛度因素值就越小。不同的材料，即使構(gòu)造、尺寸相同，剛度因素值也不同。

在板與剛性壁之間空氣層的厚度值較小（幾厘米）時，它對共振頻率影響較大，當改變板與剛性壁之間空氣層的厚度時，可以在一定程度上調(diào)整只要的吸聲頻率范圍。必須注意，當板與剛性壁之間空氣層的厚度值較大，超過100cm時，吸聲范圍就幾乎與空氣層無關(guān)。建筑中薄板結(jié)構(gòu)共振頻率一般在80~300Hz之間，其吸聲系數(shù)約為0.2~0.5，因而可以作為低頻吸聲構(gòu)造。第三十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日

薄板吸聲是一種很有效的低頻吸聲構(gòu)造。因為室內(nèi)空間和多孔材料對中頻和高頻吸收都較大，如果選擇適當，薄板吸聲構(gòu)造可以起到平衡作用。因此，使用薄板吸聲構(gòu)造能在音頻范圍內(nèi)起到均勻的混響效果。在廳堂內(nèi)表面的裝飾構(gòu)造中，木板和硬紙板、石膏板、懸吊式抹灰板、硬塑料板、拉毛干灰板、窗、門、玻璃、木地板、木講臺、金屬板散熱器等薄板吸聲能有效的吸收低頻。為了使吸聲構(gòu)造耐磨經(jīng)用，很多非穿孔的薄板吸聲構(gòu)造都設置在墻底的較低部分作為墻裙的裝飾。第三十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日

2）薄膜吸聲構(gòu)造

皮革、人造革、塑料薄膜等材料具有不透氣、柔軟、受拉時有彈性等特性。這些薄膜材料可與其封閉的空氣層形成共振系統(tǒng)，用以吸收共振頻率附近的入射聲能。共振系統(tǒng)的彈性與膜所受到的張力和背后空氣層的彈性有關(guān)。薄膜吸聲結(jié)構(gòu)頻率通常在200~1000Hz之間，最大吸聲系數(shù)約為0.3~0.4，一般把他作為中頻范圍的吸聲材料。（3）空腔共振吸聲空腔共振器，是一個內(nèi)部為硬表面的封閉體，連接一條頸狀的狹窄通道，以便聲波通過狹窄通道進入封閉體。各種穿孔板、狹縫板背后設置空氣層形成吸聲結(jié)構(gòu)，根據(jù)其吸聲機理第三十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日，均屬于空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)的材料可用穿孔的石棉水泥板、石膏板、硬質(zhì)纖維板、膠合板以及鋼板、鋁板等?？涨还舱衿骺梢苑譃椋簡蝹€吸聲體、穿孔板共振器、窄縫共振器。1）單個空腔共振器：單個空腔共振器可以是規(guī)格不一的空的陶土容器，他們的有效吸聲范圍為100~400Hz。按照一定的級配攪拌的混凝土制造的帶狹窄槽空腔的標準砌塊，稱為吸聲砌塊。這種砌塊就是一種空腔共振器。由于砌塊不需要做吸聲處理，是一種控制混響或噪音第三十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日的經(jīng)濟方法。低頻時，砌塊的吸聲量最大，高頻時減少。主要適用于體育館、游泳池、工業(yè)廠房、交通運輸終點站和比地面低的公路等。2）穿孔板共振器把穿孔板和墻壁隔開一定距離安裝，將板后空氣層化為許多小空腔，每一個開孔與背后一個開孔小空腔對應，充分利用空腔共振器的吸聲原理，形成許多并聯(lián)的共振器。穿孔板的厚度、穿孔率、孔徑、孔距和背后空氣層厚度等，都直接影響吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能。第四十頁，共六十五頁，2022年，8月28日

市場上已經(jīng)具有的穿孔吸聲板有穿孔鋁合金板、膠合板、硬質(zhì)纖維板、石膏板、石棉水泥板、薄鋼板等。3）窄縫共振器用木、金屬或應塑料板做成的條板，用帶有開口縫隙或外露槽口的空心砌塊來裝飾墻面，后面填充毛氈等多孔吸聲材料，構(gòu)成一種窄縫共振吸聲構(gòu)造。他的作用與穿孔板共振器很相似，所有的縫隙起透聲作用，他的面積最少應占總面積的35%，這種吸聲構(gòu)造由于處理方法靈活多變，有利于空間造型處理。第四十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日（4）空間吸聲體空間吸聲體用穿孔板材（鋼、紙、硬紙板條）做成各種形狀，如板形、棱柱體形、立方體形、球形、圓柱體形等，通常填充或襯貼玻璃棉、礦棉等吸聲材料。特別用于噪聲很大的工業(yè)廠房作吸聲處理。室內(nèi)的吸聲處理，一般都在建筑施工和裝修中，把吸聲材料安裝在室內(nèi)各界面上。但是對于已經(jīng)在用的房間進行吸聲處理時，比較簡便的方法是預制成吸聲構(gòu)件—空間吸聲體，進行現(xiàn)場吊裝。吸聲體與一般吸聲結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于它不是與頂棚、墻面等剛性壁組成的吸聲結(jié)構(gòu)，而是自成系統(tǒng)的。第四十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日空間吸聲體有兩個或兩個以上的面與聲波接觸，有效的吸聲面積比投影面積大的多，按投影面積計算，其吸聲系數(shù)可大于1，對于形狀復雜的吸聲體，實際中多用吸聲量表示其吸聲特性。（5）可變吸聲體對于某些功能需要轉(zhuǎn)換的空間，其聲學要求也隨使用功能而變化。因此。某種固定的吸聲做法很難滿足變化的需要，這時可以利用可變吸聲體進行聲音的吸收與反射之間的轉(zhuǎn)換。常見的可變吸聲體有伸縮式簾幕、旋轉(zhuǎn)式吸聲板、平移式吸聲板、鉸鏈式吸聲板、旋轉(zhuǎn)式圓柱體等形式。第四十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日

簾幕吸聲體是用具有通氣性能的紡織品，安裝在離墻面或窗洞一定距離處，背后設置空氣層。這種吸聲體對中、高頻都有一定的吸聲效果。簾幕吸聲體安裝、拆卸方便，兼具裝飾作用，應用價值較高。紡織品中除了帆布一類因流阻很大，透氣性差而具有膜狀材料的性質(zhì)外，大多具有多孔材料的吸聲性能，但是吸聲效果比多孔材料差。一般的吸聲材料和結(jié)構(gòu)可按其吸聲系數(shù)和有效面積之乘積求得吸聲量（吸聲單位），他的單位是m2。第四十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日噪聲控制（1）噪聲的危害與評價

廣義的噪聲定義為凡人們不原意聽到的聲音都是噪聲。從物理學的角度來講，噪聲是由頻率和強度都不同的各種聲音雜亂的組合而產(chǎn)生的聲音。噪聲的危害是多方面的，可以使人聽力衰退，嚴重的可導致噪聲性耳聾；會引起多種疾病，會影響人的正常生活，使勞動生產(chǎn)率減低等。

《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》、《民用建筑隔聲設計規(guī)范》等標準給出了城市不同區(qū)域和不同建筑內(nèi)部的噪聲級允許標準。（2）居住區(qū)內(nèi)交通干道噪聲控制第四十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日居住區(qū)內(nèi)交通干道噪聲控制的主要措施有：①把交通干道設置成地下或半地下。②利用隔聲屏障來降噪。本節(jié)主要介紹利用隔聲屏障的噪聲控制措施。隔聲屏障是用來遮擋聲源和接收點之間直達聲的措施。隔聲屏障所用材料多式多樣，如磚石和砌塊砌筑、混凝土板、木板、鋼板、玻璃鋼聲屏障等。隔聲屏障有直立式、吸聲直立式、上端傾斜式、T形、Y形等，其有效高度越高越好，寬度應為高度的兩倍以上。此外，在居住區(qū)交通干道噪聲控制中要靈活應用土堤、圍墻、建筑物、路塹的擋土墻等自然聲屏障。

第四十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日綠化林帶也是一種常用的降噪方法，其綠化樹種應選擇常綠的或落葉期短的樹種，高低配植組成林帶，以便起到更好的降噪效果。（3）建筑室內(nèi)噪聲控制利用隔聲、吸聲降噪和消聲等技術(shù)措施可以有效的控制室內(nèi)噪聲。使用隔聲墻或樓板等構(gòu)件、隔聲罩、隔聲間、隔聲幕等技術(shù)能降低噪聲級20~50dB。對于內(nèi)部為清水磚墻或抹灰墻面以及水泥或水磨石地面等堅硬材料的房間，可以在室內(nèi)天花板或墻面上布置吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)來減弱混響聲，人們聽到的是直達聲。這種利用吸聲原理降低噪聲的方法稱為“吸聲降噪”，其只能降低混響效果，對直達聲無效，效果不大于15dB。第四十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日如果房間里裝有空調(diào)，在空調(diào)系統(tǒng)的管道中使用消聲器，可以有效的降低噪聲（沿管道傳播的風機噪聲），使空調(diào)房間達到允許的噪聲標準。消聲器分為阻性消聲器（中高頻消聲）和抗性消聲器（中高頻消聲）、阻抗復合消聲器（寬頻消聲）和微穿孔板消聲器（寬頻消聲）四類，其應該按照系統(tǒng)所需消聲量的頻譜特性來確定。此外，還應考慮消聲器所使用的環(huán)境（例如在潮濕或凈化要求高的地方，不宜采用以多孔吸聲材料制作的阻性消聲器）。（4）隔振設計為了減弱設備運行時產(chǎn)生的振動以及由第四十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日振動引起的固體聲，必須對設備進行隔振設計，其一般包括基礎隔振和管道隔振兩部分內(nèi)容。

在振源與基礎間配置隔振器或隔振墊，可以有效的控制振動，從而減低由建筑結(jié)構(gòu)傳遞的振動和固體聲。常見的隔振器有金屬螺旋彈簧、金屬碟型彈簧、不銹鋼鋼絲彈簧、橡膠隔振器、橡膠空氣彈簧隔振器及金屬絲網(wǎng)隔振器等。常見的隔振墊有橡膠墊、玻璃棉板、礦棉氈、軟木板、海綿和泡沫塑料等。金屬彈簧適用于擾動頻率較低的風機和空壓機，橡膠隔振第四十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日器和橡膠墊適用于擾動頻率較大的水泵和冷凍機組。管道隔振是通過設備和管道之間的軟連接（即彈性連接）來實現(xiàn)的，目前常用的隔振軟管有橡膠軟管、可撓曲橡膠軟管及不銹鋼波紋軟管等。2.3.3室內(nèi)音質(zhì)設計在劇場、音樂廳等以聽聞作為主要功能的建筑，音質(zhì)設計是建筑設計的關(guān)鍵。（1）廳堂音質(zhì)評價指標廳堂音質(zhì)評價指標包括主觀評價指標和客觀指標兩類。第五十頁，共六十五頁，2022年，8月28日主觀評價標準有合適的響度、高清晰度、足夠的豐滿度、良好的空間感、無回聲等聲缺陷以及低背景噪聲等；客觀評價指標有標志壓級Lp、混響時間、反射聲的時間、空間分布和背景噪聲級。進行廳堂音質(zhì)設計的目的就是為了滿足聽聞者的要求。（2）廳堂音質(zhì)設計策略廳堂設計策略與要求見教材表2-7，一般聲學處理方法如教材圖2-19、2-20所示。（3）混響時間設計在室內(nèi)聲場達到穩(wěn)定后，聲源停止發(fā)聲，室內(nèi)的聲音密度隨時間增加而逐漸減少，直至完全消失，這一過程稱為“混響過程”或“交混回響”。第五十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日混響過程的長短以混響時間來表征?；祉憰r間是聲源停止發(fā)聲后，聲能密度減少60dB所需要的時間，符號為。混響時間計算對“控制性”的指導材料的選擇和布置，預測音質(zhì)效果和分析建筑的音質(zhì)缺陷等均有實際意義。常用的混響時間的計算公式（賽賓公式）為式中V—房間容積A—室內(nèi)的總吸聲量K—與速度有關(guān)的常數(shù)，一般取0.161。第五十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日由于在室內(nèi)總吸聲量較大、混響時間較短的情況下，賽賓公式計算混響時間的誤差值較大；加之考慮到空氣對高頻聲的吸收，工程上一般用伊林—努特生公式來計算混響時間，具體如下：式中S—室內(nèi)總表面積

—室內(nèi)平均吸聲系數(shù)4m—空氣吸收系數(shù)不同使用功能的大廳具有不同的最佳混響時間。第五十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日（4）擴聲設計擴聲系統(tǒng)是把語言或音樂信號經(jīng)傳聲器變成電信號，由帶前置放大器和電壓放大器的功率放大器產(chǎn)生足夠的功率，推動揚聲器，發(fā)出聲音。擴聲系統(tǒng)主要設備包括傳聲器（麥克風）、調(diào)音臺、功率放大器和揚聲器等。在廳堂內(nèi)如何布置揚聲器，使擴聲系統(tǒng)設計的重要問題，它與建筑處理的關(guān)系也很密切。室內(nèi)揚聲器布置的基本要求是：①使觀眾廳聲場均勻；②聲像統(tǒng)一；③控制聲反饋和避免產(chǎn)生回聲干擾。揚聲器的布置方式可以分為集中式、分散式和混合式三類。第五十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日

2.4建筑空氣質(zhì)量2.4.1室內(nèi)空氣質(zhì)量的概念我們知道室內(nèi)空氣環(huán)境是人們接觸最平頻繁、最密切的外環(huán)境之一，人們約有80%的時間呆在室內(nèi)。據(jù)統(tǒng)計，一個成年人平均每天吸入15kg空氣，人5分鐘不呼吸空氣就會死亡，因此室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣對人們的健康和舒適至關(guān)重要。

20世紀70年代，國外發(fā)現(xiàn)了“建筑病綜合癥”，于是人們開始重視室內(nèi)空氣質(zhì)量研究和控制。1996年美國采暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會提出了“可接受的室內(nèi)空氣質(zhì)量的概念”和“感受的到的室內(nèi)空氣質(zhì)量”等概念。其中“可接受的室內(nèi)空氣質(zhì)量”定義為：空調(diào)房間中絕不多數(shù)人沒有對室內(nèi)空氣質(zhì)量表示不滿意。第五十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日而且空氣中沒有已知污染物達到了可能對人體健康產(chǎn)生嚴重危害的濃度?！案惺艿牡降氖覂?nèi)可接受空氣質(zhì)量”定義為：空調(diào)房間中絕不多數(shù)人沒有因為氣味或刺激性表示不滿意。該標準中對室內(nèi)空氣質(zhì)量的定義包含了客觀存在和人的主觀感受方面的內(nèi)容，使比較科學和全面的。2.4.2室內(nèi)空氣污染與人體健康（1）室內(nèi)化學污染在我國和大多數(shù)發(fā)展中國家，化學性污染物是室內(nèi)最主要的污染物。其包括各種燃燒產(chǎn)物造成的污染、室內(nèi)裝修和家用化學品污染、空調(diào)引起的二次污染和其他污染等。第五十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日1）燃燒產(chǎn)物造成的污染燃燒產(chǎn)物造成的污染主要是由于室內(nèi)燃燒、烹調(diào)油煙以及吸煙等活動產(chǎn)生的污染。燃煤和生物性燃料污染物主要包括顆粒物、等物質(zhì)對污染的影響較大。2）室內(nèi)裝修和家用化學品污染室內(nèi)裝修和家用化學品污染主要是由建筑材料、裝飾材料、膠粘劑、化妝品、消毒劑、殺蟲劑等化工產(chǎn)品產(chǎn)生的污染，污染物主要以揮發(fā)性有機物（VOCs）和甲醛為主。第五十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日這類物質(zhì)對皮膚、眼、鼻和咽喉等具有強烈的刺激。甲醛會使人體神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)的疾病發(fā)生率增加，揮發(fā)性有機物中的苯系物會致癌和白血病等。3）空調(diào)引起的二次污染空調(diào)引起的二次污染可以產(chǎn)生“空調(diào)綜合癥”（如乏力、頭疼、胸悶、易感冒等癥狀）、軍團?。ㄓ绍妶F菌引起的類似于肺炎的癥狀）和“建筑綜合癥”（頭暈、頭疼、呼吸困難、皮膚干燥等癥狀，離開該建筑物后癥狀即可消失）。第五十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日4）其他污染室內(nèi)O3主要源于復印設備，其暴露可以使肺功能水平降低；室內(nèi)Pb主要源于電池、油漆和復印機等。長期低水平暴露可以導致中樞神經(jīng)和周圍神經(jīng)損傷，發(fā)育遲鈍和聽力損傷等。（2）室內(nèi)微生物污染室內(nèi)微生物污染包括細菌、病菌、支原體、螨蟲等。室內(nèi)微生物污染的主要危害是人類呼吸道傳染病的傳播。（3）室內(nèi)放射性污染室內(nèi)放射性污染物主要是指土壤、巖石和建筑材料中的氡（Rn），其暴露可以導致肺癌等。第五十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日2.4.3室內(nèi)空氣質(zhì)量標準國家標準《室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量標準》規(guī)定了住宅和辦公建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)及檢驗方法（見教